Tính Độ Cao Cột Thu Lôi Cho Trạm Biến Áp 110/35kv

Tính độ cao của các cột thu lôi

Độ cao cột thu lôi dùng để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp đợc xác định bởi: h = ha + hx.

Tính Toán Nối Đất Cho Trạm Biến áp 110/35kv

Nhng để đạt đợc trị số điện trở nối đất nhỏ thì rất tốn kém do vậy trong tính toán ta phải thiết kế sao cho kết hợp đợc cả hai yếu tố là đảm bảo về kỹ thuật và hợp lý về kinh tế. Trong thực tế đất là một môi trờng phức tạp không đồng nhất về kết cấu cũng nh về thành phần , do đó điện trở suất của đất sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố ,thành phần ,độ ẩm,nhiệt độ..Do khí hậu các mùa thay đổi nên độ ẩm ,nhiệt độ của đất luôn thay đổi .Do đó trong quá trình tính toán nối đất,giá trị điện trở suất của đất cần phải đợc hiệu chỉnh theo hệ số mùa. Nếu trong hệ thống có thiết bị bù thì dòng điện tính toán I là phần dòng điện ngắn mạch chạm đất trong mạng khi đã có bù công suất lớn nhất nhng chú ý là phần dòng.

Ngoài việc đảm bảo trị số điện trở nối đất đã quy định và giảm nhỏ trị số điện trở nối đất của trạm và của nhà máy điện còn phải chú ý đến việc cải thiện sự phân bố thế trên toàn bộ diện tích trạm. Điều kiện này xuất phát từ việc cấp điện áp 110 KV có dòng ngắn mạch lớn, khi chạm vỏ hoặc rò điện thì dòng điện rò sẽ rất lớn gây nguy hiểm cho ngời khi làm việc với thiết bị. • Các hệ thống vỏ cáp ngầm ,ống nớc chôn dới đất hay các ống kim loại khác (không chứa các chất dễ cháy nổ). • Hệ thống chống sét cột và dây của đờng dây tải điện. • Kết cấu kim loại các công trình nh móng nhà tờng trạm chôn dới đất. Khi dùng nối đất tự nhiên phải tuân theo những điều kiện quy định của quy phạm. Nếu điện trở nối đất tự nhiên đã thoả mãn các yêu cầu của thiết bị có dòng điện chạm. đất bé thì không cần làm thêm nối đất nhân tạo nữa. Nhng với các các thiết bị có dòng ngắn mạch lớn thì cần phải có nối đất nhân tạo và yêu cầu trị số điện trở nối đất nhân tạo vẫn phải nhỏ hơn 1Ω. Trong phạm vi của đề tài này ta chỉ xét nối đất tự nhiên của trạm là hệ thống chống sét cột và đờng dây của đờng dây tải điện 110 KV tới trạm. Công thức tính toán điện trở của hệ thống chống sét cột đờng dây :. RCS -Là điện trở tác dụng của dây chống sét trong một khoảng vợt RC -Là điện trở nối đất của cột. n -Là số lợng đờng dây đi ra. a1) Tính điện trở tác dụng của dây chống sét RCS. Ta giả thiết rằng các khoảng vợt có độ dài nh nhau. a2) Điện trở nối đất của cột RC.

Đối với nối đất nhân tạo cho trạm biến áp thì có nhiều cách thức khác nhau để thực hiện nh nối đất kiểu lới ,kiểu mạch vòng ..Đối với trạm thiết kế bảo vệ ta sẽ sử dụng nối đất dạng mạch vòng xung quanh trạm bằng các thanh thép dẹt. Khi cờng độ điện trờng trong đất đạt đến một trị số nào đó thì trong đất phát sinh các quá trình lý hoá làm cho điện trở suất của đất thay đổi, và nếu cờng độ trờng đạt. Từ biểu thức (*) ta thấy khi dòng điện tản trong đất là dòng điện một chiều hoặc xoay chiều tần số công nghiệp thì ảnh hởng của L không đáng kể và bất kỳ hình thức nối đất nào ( thẳng đứng hoặc nằm ngang ) cũng đều biểu thị bởi trị số điện trở tản.

Khi tính toàn đợc giá trị tại chỗ dòng điện sét đi vào nối đất Uđ ta phải so sánh với U0,5 (MBA) = 460kV.Nếu Uđ không thỏa mãn thì ta phải tiến hành nối đất bổ xung.

VËy

Từ bảng số liệu trên ta tính đợc :. thêm một điện trở nối đất ngay ở chân cột thu lôi, nơi đặt các thiết bị. Đó là nối đất bổ xung. Trong nối đất bổ xung ta sử dụng nối đất tập chung gồm thanh và cọc. Do việc xác định Zbx bằng lý thuyết là rất phức tạp, nên ta sẽ chọn hình thức nối đất bổ xung nh sau sẽ thuận tiện cho quá trình tính toán Zbx. • Với thanh nối đất bổ xung là loại thép dẹt có kích thớc:. • Dọc theo chiều dài thanh có chôn 3 cọc tròn có kích thớc:. Sơ đồ nối đất của hệ thống khi có nối đất bổ xung :. Sơ đồ nối đất của tia bổ xung :. Điện trở nối đất của cọc bổ xung. Thay vào công thức tính RC ta tính đợc:. Điện trở nối đất bổ xung. Điện trở nối đất bổ xung của hệ thống nối đất thanh và cọc đợc xác định theo công thức:. Từ đó tính đợc tổng trở của hệ thống khi có nối đất bổ xung. Tổng trở vào của hệ thống nối đất khi có nối đất bổ xung. Ta sử dụng toán tử Laplax tìm đợc công thức tính tổng trở xung kích của hệ thống nối đất:. bx NT sÐt bx NT sÐt. Trong đó xk là nghiệm của phơng trình :. Tơng đơng với việc giải hệ phơng trình y1 =tgxk. Ta dùng phơng pháp đồ thị để giải phơng trình này:. Ta đợc các nghiệm :. Bảng 2-4:Bảng kết quả tính toán Bk. Vậy điện áp khi có dòng điện sét đi vào hệ thống nối đất tại thời điểm. + ) Nối đất an toàn với mục đích bảo vệ con ngời. Nối đất an toàn với trạm ở điện áp 35kV phải thỏa mãn điều kiện sau :. + ) Để đảm bảo yêu cầu trên ta sử dụng thanh kim loại tiết diện tròn đờng kính d = 2 cm chôn sâu một đoạn h = 0,8 m xung quanh trạm phía hạ áp ( nối đất mạch vòng ) cách đờng bao của trạm 1m để đảm bảo dễ thi công và đảm bảo hệ thống nối. đất của hai phía điện áp không ảnh hởng lẫn nhau Rđ = Rt = Rmv đợc xác định theo công thức sau :. K – Hệ số hình dáng phụ thuộc hình dáng hệ thống nối đất Với nối đất mạch vòng ta có bảng quan hệ giữa K phụ thuộc tỷ số l1/ l2:. Từ đó ta có đồ thị biểu diễn quan hệ trên để từ đó dùng biện pháp nội suy ta sẽ tìm đợc K trong trờng hợp này :. Thay số vào ta đợc :. Nối đất chống sét. Trạm ở phía điện áp 35kV nối đất chống sét riêng biệt với nối đất an toàn. Ta sẽ tính điện trở nối đất của từng cột thu sét từ điều kiện đảm bảo khoảng cách an toàn trong không khí và trong đất để không bị phóng điện lên thiết bị:. RC – Điện trở nối đất của cột thu lôi. Suy ra ta phải thiết kế đợc hệ thống nối đất tại mỗi cột thu sét đạt đợc RC = 6 Ω. Ta sử dụng sơ đồ nối đất hình tia tại chân mỗi cột số tia là 3 và chiều dài mỗi tia là 10 m. Điện trở tia đợc tính theo công thức :. Tính chỉ tiêu chống sét cho đờng dây 110 Kv. I) Yêu cầu chung đối với bảo vệ chổng sét đờng dây 110 kV. Các số liệu này đợc xác định theo số liệu quan trắc ở các đài trạm khí tợng phân bố trên lãnh thổ từng nớc. -Tuỳ theo vị trí sét đánh mà quá điện áp xuất hiện trên cách điện của đờng dây có vị trí khác nhau.

- Điều kiện để có phóng điện trên cách điện đờng dây là quá điện áp khí quyển phải có trị số lớn hơn mức cách điện của đờng dây. Xác suất chuyển từ tia lửa phóng điện xung kích thành hồ quang kí hiệu là η gọi là xác suất duy trì hồ quang trên cách điện đờng dây. Qua tính toán ở trên ta thấy rằng hệ số ngẫu hợp giữa dây chống sét và dây dẫn pha Alớn hơn hệ số ngẫu hợp giữa dây chống sét và dây dẫn pha B, pha C.

+ Để tính toán suất cắt do sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn ta chỉ xét cho pha có góc bảo vệ lớn nhất tức là pha A (αB=26o) hay độ cao treo của pha A là lín nhÊt. + Để tính toán suất cắt do sét đánh vào khoảng vợt dây chống sét ta sẽ tính toán cho pha có quá điện áp khí quyển đặt lên cách điện lớn hơn, tức là pha có hệ số ngẫu hợp nhỏ nhất vì vậy tính toán cho pha B,C (KcsB,Cvq= 0,195). - Nh phân tích ở trên nên ở mỗi bên của dây dẫn sẽ truyền sóng với dòng điện =Is/4 và tạo nên điện áp trên dây dẫn.

Ta nhận thấy dây dẫn pha A có độ cao và góc bảo vệ lớn hơn dây dẫn pha B và C nên ta chọn pha A để tính toán.